Реферат: Влияние хрома на электрохимическое поведение стали

          ВЛИЯНИЕ ХРОМА НА ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ   ПОВЕДЕНИЕ СТАЛИ .          
     1. Пассивность металлов.
     Пассивностью металлов называют состояние довольно высокой коррозионной
стойкости , вызванное торможением анодного процесса электрохимической коррозии
.
Повышенная коррозионная стойкость металлов может обуславливаться:
а) термодинамической устойчивостью металла ;
б) отсутствием в электролите деполяризатора;
в) затруднённостью доставки деполяризатора к поверхности металла;
г) сильным торможением протекания катодного процесса ;
                                                           и другими причинами .
     
Типичным примером пассивности металлов является резкое уменьшение скорости
растворения железа в растворах азотной кислоты, наступающее при достаточно
высокой её концентрации .
Пассивность наблюдается в определённых условиях у титана , алюминия , 
хрома , молибдена , магния и других металлов . Очень многие металлы в
той или иной степени в зависимости от условий склонны пассивироваться .
Наступление пассивного состояния металлов характеризуется следующими явлениями:
а) резким уменьшением скорости коррозии металла;
б) значительным смещением потенциала металла в положительную сторону : для
железа от значений (-0.2)¸(-0.5)В к значениям +0.5¸(+1.0)В
для хрома - от (-0.4)¸(-0.6)В до +0.9В .
Смещение потенциала указывает на то , что при наступлении пассивности
затормаживается протекание анодного процесса электрохимической коррозии .
Пассивности металлов обычно соответствует высока степень анодного контроля
коррозионного процесса.
     Пассиваторами обычно являются :
а) окислители ;
б) анодная поляризация от внешнего источника постоянного электрического тока
или при работе металла в качестве анода с другим металлом , являющимся
катодом , которая в подходящих условиях при достижении определённого значения
эффективного потенциала металла Vме и соответствующей ему анодной плотности
тока i(а) может вызвать наступление пассивного состояния металла .
     
     2. Плёночная теория пассивности металлов .
Согласно этой теории пассивное состояние металла обуславливается присутствием
на его поверхности окисных плёнок .
Чаще всего эти плёнки представляют собой окислы Fe3O4 или Fe8O11на железе в
HNO3 , смешанный окисел Cr2O3 и СrO2 на хроме в кислых средах .
Такая плёнка образуется в качестве превичного нерастворимого продукта
анодного процесса на анодных участках , что происходит при потенциалах ,
более отрицательных, чем потенциал анодной реакции выделения кислорода , и
приводит к сильному торможению анодного процесса .
Пассивная плёнка электропроводна и играет роль катода , в то время как
анодный процесс протекает в порах плёнки под воздействием очень большой
плотности тока , что создаёт условия для образования и перехода в раствор в
небольшом количестве ионов металла высшей валентности .
Поры закрываются вследствие образования плёнки окислов и сова возникают в
других местах , где имеет место растворение плёнки или её катодное
восстановление . Явление пассивности представляет собой динамическое
равновесие между силами , создающими защитную плёнку , и силами, нарушающими
её сплошность (водородными и галоидными ионами , катодной поляризацией и др.)
.
Коррозионная стойкость металла в пассивном состоянии зависит от совершенства
образующейся защитной плёнки , количества и размеров её пор , а устойчивость
пассивного состояния определяется устойчивостью защитной плёнки в данных
условиях.
     3. Адсорбционная теория пассивности металлов.
Эта теория предполагает возникновение на металлической поверхности
мономолекулярных адсорбированных слоёв кислорода, окислителя и других веществ
, сплошь заполняющих поверхность или наиболее активные участки поверхности
(углы и рёбра кристаллической решётки и др.) .
Адсорбированный кислород насыщает валентности всех или наиболее активных
поверхностных атомов и тем самым снижает его химическую активность . Защитное
действие кислорода , адсорбированного даже на отдельные участки поверхности
металла , может быть связано со значительным торможением анодного процесса
растворения металла .
     4. Перепассивация металлов .
Устойчивость пассивного состояния часто бывает ограничена определённой
концентрацией окислителя или значением потенциала металла при его анодной
поляризации , превышение которых приводит к возрастанию скорости коррозии .
Нарушение пассивности металлов при окислительном воздействии коррозионной
среды или при весьма сильной анодной поляризации называют перепассивацией .
Перепассивацию наблюдают у низколегированных сталей в HNO3 высокой
концентрации , у нержавеющих сталей , хрома , никеля , хромистых и
хромоникелевых сталей в растворах H2SO4 и проч.
Объясняется явление перепассивации тем, что при достаточном повышении
анодного или окислительно-восстановительного потенциала среды изменяется
характер анодного процесса - образуются ионы металла высшей валентности ,
дающие растворимые или неустойчивые соединения , что приводит к нарушению
пассивного состояния и увеличению скорости растворения металла .Для железа и
хрома такими ионами являются FeO4(2-) и CrO4(2-) , в которых железо и хром
шестивалентны . Ионы высшей валентности в растворе под влиянием
восстановителей и электродных процессов на на металле восстанавливаются затем
до трёхвалентных , т. е. переходят в более устойчивую форму .
     5. Значение пассивности металлов.
Пассивное состояние металлов имеет большое практическое значение.
Коррозионная стойкость ряда металлов , например алюминия и магния в воздухе и
воде , титана во многих коррозионных средах , часто бывает обусловлена их
пассивностью .
Коррозионную стойкость металлов можно увеличить , легируя их другими более
пассивными металлами . Так , например , легирование сталей хромом (13-18% Cr)
делает их нержавеющими и кислотоустойчивыми .
На графике представлена кинетика коррозии хромоникелевой стали Х18Н9 в 50-%
H2SO4 при 50